水泵用ptc熱敏電阻的工作原理

　　高分子PTC熱敏電阻用于過(guò)流保護(hù)，高分子PTC熱敏電阻又經(jīng)常被人們稱為自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，由于具有獨(dú)特的正溫度系數(shù)電阻特性，因而極為適合用作過(guò)流保護(hù)器件。熱敏電阻的使用方法象普通保險(xiǎn)絲一樣，是串聯(lián)在電路中使用。其正常工作時(shí)溫度較低，熱量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)電流過(guò)大或者環(huán)境溫度過(guò)高，其溫度持續(xù)升高，很小的溫度變化會(huì)造成阻值的大幅提升，進(jìn)入高阻保護(hù)狀態(tài)。

　　在水泵中有一個(gè)至關(guān)重要的部件，那就是PTC熱敏電阻。對(duì)于該電阻來(lái)說(shuō)，在各種電器設(shè)備中都是十分常見(jiàn)的，但是其在不同的產(chǎn)品中其作用是不同的。不過(guò)對(duì)于該電阻來(lái)說(shuō)，其工作原理是一致的，接下來(lái)就來(lái)分析一下水泵用ptc熱敏電阻的工作原理是怎樣的。

　　水泵用ptc熱敏電阻是一種具溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻，一旦超過(guò)一定的溫度（居里溫度）時(shí)，它的電阻值隨著溫度的升高幾乎是呈階躍式的增高．PTC熱敏電阻本體溫度的變化可以由流過(guò)PTC熱敏電阻的電流來(lái)獲得，也可以由外界輸入熱量或者這二者的疊加來(lái)獲得．

　　陶瓷材料通常用作高電阻的優(yōu)良絕緣體，而陶瓷PTC熱敏電阻是以鈦酸鋇為基，摻雜其它的多晶陶瓷材料制造的，具有較低的電阻及半導(dǎo)特性．通過(guò)有目的的摻雜一種化學(xué)價(jià)較高的材料作為晶體的點(diǎn)陣元來(lái)達(dá)到的：在晶格中鋇離子或鈦酸鹽離子的一部分被較高價(jià)的離子所替代，因而得到了一定數(shù)量產(chǎn)生導(dǎo)電性的自由電子。

　　對(duì)于水泵用ptc熱敏電阻效應(yīng)，也就是電阻值階躍增高的原因，在于材料組織是由許多小的微晶構(gòu)成的，在晶粒的界面上，即所謂的晶粒邊界（晶界）上形成勢(shì)壘，阻礙電子越界進(jìn)入到相鄰區(qū)域中去，因此而產(chǎn)生高的電阻．這種效應(yīng)在溫度低時(shí)被抵消：在晶界上高的介電常數(shù)和自發(fā)的極化強(qiáng)度在低溫時(shí)阻礙了勢(shì)壘的形成并使電子可以自由地流動(dòng)．而這種效應(yīng)在高溫時(shí)，介電常數(shù)和極化強(qiáng)度大幅度地降低，導(dǎo)致勢(shì)壘及電阻大幅度地增高，呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的PTC效應(yīng)。

　　水泵用ptc熱敏電阻的工作原理就是如此。在專業(yè)人員的設(shè)計(jì)以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髟碓O(shè)計(jì)之下可以確保電阻的性能。相對(duì)而言，這些工作原理也是保障產(chǎn)品設(shè)備使用壽命以及性能的關(guān)鍵。

　　PTC熱敏電阻在鋰電池中的應(yīng)用

　　聚合物電池（即鋰離子電池）同與NiCd或NiMH電池比較，具有單位體積的電能容量大、電流密度大、可快速充電、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高等等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。不僅廣泛應(yīng)用于各種方便攜式設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備。而且可用于醫(yī)療器件、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通工具等各個(gè)領(lǐng)域。但鋰離子電池在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)充電、放電、高溫環(huán)境等條件都有相當(dāng)嚴(yán)格的要求。充電時(shí)，電池兩端電壓過(guò)高，會(huì)增加電池漏液、冒煙、燃燒、爆裂的危險(xiǎn)，危害及大。過(guò)充電可能由充電失控、電極錯(cuò)誤或使用不正確的充電器造成；鋰離子電池在充放電電流過(guò)大或外部短路時(shí)，內(nèi)部發(fā)熱可能損壞電池或燒毀其他部件，嚴(yán)重縮短電池的循環(huán)使用壽命；同樣鋰離子電池在高溫環(huán)境工作或遇種負(fù)載、大電流使鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生高溫，鋰離子電池同樣會(huì)增加電池漏液、冒煙、燃燒、爆裂的危險(xiǎn)。

　　所以鋰離子電池必須設(shè)計(jì)專用的電池管理電路，所有的鋰離子電池的管理電路都包含過(guò)充、過(guò)放的終止控制功能，而沒(méi)有過(guò)流、過(guò)溫、短路等情況的保護(hù)，所以保護(hù)電路的任務(wù)是針對(duì)電池可能出現(xiàn)的各種故障，對(duì)電池充放電狀態(tài)的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，以保證電池壽命和效能，使電池以及外部設(shè)備免受損壞。高分子ＰＴＣ熱敏電阻產(chǎn)品，在高電流密度的鋰離子電池及其管理電路的過(guò)流、過(guò)溫、短路保護(hù)中具有突出的優(yōu)勢(shì)，高分子ＰＴＣ熱敏電阻又叫自復(fù)位過(guò)載保護(hù)器或自復(fù)位保險(xiǎn)絲，單個(gè)元件即可完成過(guò)流、過(guò)溫、短路保護(hù)。在鋰離子電池及其管理電路的保護(hù)應(yīng)用中具備了無(wú)可替代性的作用，現(xiàn)在已發(fā)展成為鋰離子電池及其管理電路中必須應(yīng)用的保護(hù)元件。

　　鋰離子電池管理與保護(hù)電路通常由專用集成 IC 和金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管組成的一次保護(hù)電路。保護(hù)IC 通過(guò)監(jiān)測(cè)電池兩端電壓以及放電電流來(lái)控制FET 的導(dǎo)通或關(guān)斷，防止過(guò)充電、短路、過(guò)放電等故障。盡管一次保護(hù)通常被認(rèn)為是可靠的，但當(dāng)靜電放電電壓過(guò)高或超溫時(shí)可能損壞保護(hù)IC或 MOS-FET ，而且在短路時(shí)集成電路會(huì)發(fā)生振蕩，同時(shí)多數(shù) IC+MOS-FET 電路對(duì)充電、放電過(guò)電流的檢測(cè)是間接的，并不能保證在電池的所有工作狀態(tài)下都會(huì)提供過(guò)電流保護(hù)，保護(hù)的可靠性也降低了。保護(hù)電路中接入高分子ＰＴＣ熱敏電阻后，即使一次保護(hù)電路失效或者溫升較高時(shí)，PTC 仍能對(duì)過(guò)充、過(guò)流、短路、超溫等故障提供及時(shí)保護(hù)，保證電池在被誤用或?yàn)E用、或外部反接、短路等的情況下，不致發(fā)生爆炸、損壞電池等安全性問(wèn)題。